Question

參加全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽，小強(qiáng)運(yùn)用電學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x，如圖所示．其中定值電阻R₀=5Ω，電源電壓恒為4.5V，R是固定的、豎直放置的硬電阻棒、總長(zhǎng)為30cm，總電阻為15Ω，其接入電路的電阻與接入電路的棒長(zhǎng)成正比，金屬桿cd和MP（右端P是滑片）與電路接觸良好，電阻不計(jì)．

（1）R₀在電路中的作用是            
（2）身高為168cm小強(qiáng)用該測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，此時(shí)電阻棒R接入電路的電阻為多少Ω？
（3）若電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A．為了保證電路各元件安全工作，該電子身高測(cè)量?jī)x能測(cè)量的最大身高是多少cm？

Answer 1

（1）保護(hù)電路  （2）4Ω     （3）180cm

試題分析：（1）由電路圖可知，電阻R₀在電路中的起到減小電路電流，保護(hù)電流表的作用，即保護(hù)電路；
（2）電路電流、及電源電壓已知，故可根據(jù)R_總=求出總電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電阻與總電阻的關(guān)系求出電阻R的阻值。
電路總阻值為：R_總===9Ω
電阻棒R接入電路的電阻為：R= R_總-R₀=9Ω-5Ω=4Ω     
（3）本問首先需要判斷當(dāng)電壓表達(dá)到滿偏時(shí)，對(duì)應(yīng)著儀器測(cè)量身高的最大值；然后根據(jù)歐姆定律求出電壓表達(dá)到3V時(shí)電阻R的阻值；再根據(jù)第二問求出電阻棒R離地面的高度進(jìn)而求出測(cè)量?jī)x能測(cè)量的最大高度。
當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，電阻棒R的阻值達(dá)到最大，此時(shí)電路電流為：I===0.3A
接入電路的電阻為：R_Max===10Ω
電阻棒R離地面的高度為：168cm-＝160cm
所以該測(cè)量?jī)x能測(cè)量最大的高度為：160cm＋＝180cm